基于LED显示屏芯片的锁相环电路及频率调节方法与流程

本发明属于led显示屏芯片
技术领域：
，具体涉及基于led显示屏芯片的锁相环电路及频率调节方法。
背景技术：
：在现有led显示屏芯片技术中，通常需要两个时钟信号输入，分别为数据时钟和显示时钟，其中数据时钟用于发送数据和指令，显示时钟用于pwm数据显示。对于led显示屏，为了达到更高的显示刷新率，需要提高显示时钟的频率，但是pcb板级寄生电容以及i/o速度使得显示时钟频率不能调节太高(通常不高于35mhz)。现有显示时钟频率提高的实现方案如图1所示，数据时钟(clk_in)经过延迟单元后与自身经过异或处理，产生两倍的时钟频率作为显示时钟(clk_out)。这种实现方案简单，缺点是只能实现倍频处理，且输出的时钟频率占空比不能精确地控制在50％。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于led显示屏芯片的锁相环电路及频率调节方法，可以灵活地配置led显示屏芯片中显示时钟的频率。第一方面，一种基于led显示屏芯片的锁相环电路，包括预分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、滤波器、压控振荡器、主分频器和后分频器，其中，所述预分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、滤波器、压控振荡器和后分频器依次顺序连接，预分频器的输入端连接数据时钟，后分频器的输出端作为显示时钟；所述压控振荡器的输出端通过所述主分频器接至所述鉴频鉴相器的输入端。优选地，所述滤波器包括低通滤波器。优选地，所述预分频器和后分频器的电路相同，均包括：第一二分频器、第二二分频器和多路选择器；其中第一二分频器的输入端作为分频器的输入端，第一二分频器的输出端接第二二分频器的输入端，第二二分频器的输出端接所述多路选择器的第一输入端，第一二分频器的输出端还接所述多路选择器的第二输入端，第一二分频器的输入端还接所述多路选择器的第三输入端；多路选择器的控制端接第一控制信号，多路选择器的输出端作为分频器的输出端。优选地，所述主分频器包括计时器，计时器的输入端作为主分频器的输入端，计时器的输出端作为主分频器的输出端，计时器的输出端还连接至计时器的复位端，计时器的控制端接第二控制信号。优选地，所述第一控制信号和第二控制信号均为分频比，其中第一控制信号的取值为1、2或4，第二控制信号的取值为1～15中任一整数。优选地，所述压控振荡器包括场效应管nm0、电阻r1和环形振荡器；其中，场效应管nm0的栅极作为压控振荡器的输入端，场效应管nm0的源极通过所述电阻r1接地，场效应管nm0的漏级连接环形振荡器的偏置电流端。优选地，所述环形振荡器为三级全差分结构。第二方面，一种频率调节方法，包括：第一方面所述锁相环电路接收预分频器的第一控制信号m、后分频器的第一控制信号n和主分频器的第二控制信号l；则所述锁相环电路中，后分频器输出的显示时钟的频率fout为：其中，fin为预分频器输入的数据时钟的频率。优选地，所述预分频器的第一控制信号m和后分频器的第一控制信号n的取值范围为1、2或4；主分频器的第二控制信号l的取值范围为1～15中任一整数。由上述技术方案可知，本发明提供的基于led显示屏芯片的锁相环电路及频率调节方法，根据输入的数据时钟频率、第一控制信号和第二控制信号，可以灵活配置输出显示时钟的频率，解决现有led显示屏芯片中显示时钟频率可调项较少、显示刷新率不高的问题。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为现有显示时钟频率提高的实现方案。图2为实施例一提供的锁相环电路的模块框图。图3为实施例一提供的锁相环电路中预分频器或后分频器的模块框图。图4为实施例一提供的锁相环电路中主分频器的电路图。图5为实施例一提供的锁相环电路中主分频器的部分时序图。图6为实施例一提供的锁相环电路中压控振荡器的电路图。具体实施方式下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。实施例一：一种基于led显示屏芯片的锁相环电路，参见图2，包括预分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、滤波器、压控振荡器、主分频器和后分频器，其中，所述预分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、滤波器、压控振荡器和后分频器依次顺序连接，预分频器的输入端连接数据时钟，后分频器的输出端作为显示时钟；所述压控振荡器的输出端通过所述主分频器接至所述鉴频鉴相器的输入端。具体地，锁相环电路是反馈控制系统，鉴频鉴相器检测预分频器输出(clk_in_pfd)和主分频器输出(clk_in_fb)的频率和相位差异，输出调节电荷泵的充电信号qa或放电信号qb，经过电荷泵和滤波器产生压控振荡器的控制电压vctrl，压控振荡器输出时钟信号vco_out，并反馈到主分频器。假设主分频器的分频比为l，则在通过不断地调节后，使得压控振荡器输出vco_out的频率是预分频器输出clk_in_pfd的l倍。优选地，所述滤波器包括低通滤波器。该锁相环电路根据输入的数据时钟频率和控制信号，可以灵活配置输出显示时钟的频率，解决现有led显示屏芯片中显示时钟频率可调项较少、显示刷新率不高的问题。参见图3，所述预分频器和后分频器的电路相同，均包括：第一二分频器、第二二分频器和多路选择器；其中第一二分频器的输入端作为分频器的输入端，第一二分频器的输出端接第二二分频器的输入端，第二二分频器的输出端接所述多路选择器的第一输入端，第一二分频器的输出端还接所述多路选择器的第二输入端，第一二分频器的输入端还接所述多路选择器的第三输入端；多路选择器的控制端接控制信号，多路选择器的输出端作为分频器的输出端。具体地，预分频器和后分频器可实现1/2/4分频。输入信号clk_in经过第一二分频器产生二分频输出clk_in_2，经过第二二分频器产生四分频输出clk_in_4。第一控制信号m_config<1:0>(n_config<1:0>)用来配置最终的预分频器或后分频器的输出，其中，预分频器和后分频器第一控制信号设置如下：参见图4，所述主分频器包括计时器，计时器的输入端作为主分频器的输入端，计时器的输出端作为主分频器的输出端，计时器的输出端还连接至计时器的复位端，计时器的控制端接第二控制信号。具体地，主分频器可实现1～15分频可配置。例如如果配置为1分频时，输入clk_in直接经过缓冲器输出，输出clk_out与输入clk_in频率相同。而2～15分频的实现是基于计数器原理，根据第二控制信号l_config<3:0>，对输入时钟信号clk_in计数，计满后输出clk_out反馈到输入复位端rst，复位计数器，如此周而复始。其中主分频器的第二控制信号设置如下：l_config<3:0>分频比l“0000”或“0001”1“0010”2“0011”3“0100”4“0101”5“0110”6“0111”7“1000”8“1001”9“1010”10“1011”11“1100”12“1101”13“1110”14“1111”15图5为主分频器部分时序，图5仅列出2分频、3分频、13分频、14分频和15分频时序，其它分频时序可以依此类推。以15分频(n＝15)为例说明如下：第一个时钟周期，主分频器输出clk_out输出低电平，从第二个时钟周期开始计数器启动计数，同时clk_out在clk_in的第二个时钟周期上升沿翻转为高电平，计数器计到14(n-1)时，复位计数器，如此周而复始。参见图6，所述压控振荡器包括场效应管nm0、电阻r1和环形振荡器；其中，场效应管nm0的栅极作为压控振荡器的输入端，场效应管nm0的源极通过所述电阻r1接地，场效应管nm0的漏级连接环形振荡器的偏置电流端；所述环形振荡器为三级全差分结构。具体地，图中压控振荡器的输入电压为vctrl，作用在n型场效应晶体管nm0上，经过电阻r1产生偏置电流，作为电流饥饿型环形振荡器的偏置电流源。环形振荡器采用三级全差分结构，并且在第一级插入latch，可提高压控振荡器的电源抑制比。实施例二：一种频率调节方法，包括：实施例一所述锁相环电路接收预分频器的第一控制信号m、后分频器的第一控制信号n和主分频器的第二控制信号l；则所述锁相环电路中，后分频器输出的显示时钟的频率fout为：其中，fin为预分频器输入的数据时钟的频率。优选地，所述预分频器的第一控制信号m和后分频器的第一控制信号n的取值范围为1、2或4；主分频器的第二控制信号l的取值范围为1～15中任一整数。该方法根据输入的数据时钟频率、第一控制信号和第二控制信号，可以灵活配置输出显示时钟的频率，解决现有led显示屏芯片中显示时钟频率可调项较少、显示刷新率不高的问题。本发明实施例所提供的方法，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述产品实施例中相应内容。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。当前第1页12